KR20040095669A - Control lever attachment with play compensation for blades with variable setting angles - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 터보 기계에서 가변적인 설정 각도를 가진 블레이드의 제어에 관한 것이다. 특히 항공기에서 사용되기 위한 터보 기계에 적용될 수 있으며, 특히 비행기 터보 제트와 같은 터보 기계 콤프레서에서 공기 유입 안내 베인(vane)의 제어를 위해서 적용될 수 있다.The present invention relates to the control of blades with variable set angles in a turbomachine. It can be applied in particular to turbomachines for use in aircraft, and in particular for the control of air inlet guide vanes in turbomachine compressors such as airplane turbojets.
특히 콤프레서 유입부에서, 터보기계의 가변적인 설정 각도를 가진 블레이드를 제어하기 위한 공지의 장치들은, 정상적으로는 몇 개의 레버들 또는 제어 로드들과 터보 기계의 케이싱을 둘러싸는 링의 형태인 제어 장치를 구비한다. 각 레버는 그것의 축이 블레이드의 피봇 축과 일치하는 상태로 블레이드의 피봇 상에 설치된 제 1 단부 및, 관절을 통하여 제어 링에 연결된 제 2 단부를 가진다. 따라서, 블레이드의 각도 위치는 터보기계의 축을 중심으로 링을 회전시킴으로써 동시에 수정된다. 레버와 링 사이의 연결은 제어 링의 회전 운동을 따라 갈 수 있도록, 대략 링에 대한 반경 방향에 있어서 축을 중심으로 하는 회전에서 적어도 하나의 자유도를 구비한다. 그러나, 레버는 대응하는 블레이드의 피봇상에 단단하게 설치되기 때문에, 링의 회전은 블레이드의 피봇상에 설치된 레버의 일부와 링 사이에서 상대적인 다른 운동을 유도한다.In particular at the compressor inlet, known devices for controlling blades with variable set angles of the turbomachinery are usually provided with a control device in the form of a ring surrounding the casing of the turbomachine with several levers or control rods. Equipped. Each lever has a first end installed on the pivot of the blade with its axis coincident with the pivot axis of the blade and a second end connected to the control ring through the joint. Thus, the angular position of the blades is simultaneously corrected by rotating the ring about the axis of the turbomachine. The connection between the lever and the ring has at least one degree of freedom in rotation about an axis in the radial direction about the ring so that it can follow the rotational movement of the control ring. However, since the lever is firmly mounted on the pivot of the corresponding blade, the rotation of the ring induces a relative different movement between the ring and a portion of the lever mounted on the pivot of the blade.
블레이드에 적용된 회전 운동은 터보 기계의 효율과 "펌핑(pumping)"에 대한 마진(margin)을 최적화시키는데 필수적이다. 정밀성과 이력 현상(hysteresis)은 현대의 고온 고압 동체에 대하여 매우 중요하다. 즉, 블레이드의 피봇 위로 제어 레버의 단부를 부착시키는 것은 매우 정밀하여야 한다.Rotational motion applied to the blades is essential to optimize the efficiency and "pumping" of the turbomachinery. Precision and hysteresis are very important for modern high temperature and high pressure fuselage. That is, the attachment of the end of the control lever over the pivot of the blade must be very precise.
도 1 은 그러한 기계를 도시한다. 콤프레서 케이싱과 부싱(2)이 도면에 도시되어 있으며, 블레이드(10)의 외부 피봇(11)이 부싱내에 설치되어서 자유롭게 회전한다. 이러한 블레이드(10)의 내측 피봇(62)은 내부 링(3)의 부싱(4)안에 자유롭게 회전하도록 설치된다. 제어 레버(20)에는 너트(63)를 사용하여 블레이드(10)의 외측 피봇(11)에 견고하게 고정된 제 1 부분(21)이 제공된다. 제어 레버(20)의 제 2 단부(22)에는 제어 링(30)의 구멍 안에 자유롭게 회전되도록 설치된 제어 피봇(23)이 제공된다.1 shows such a machine. The compressor casing and bushing 2 are shown in the figure, and the outer pivot 11 of the blade 10 is installed in the bushing to rotate freely. The inner pivot 62 of this blade 10 is installed to freely rotate in the bushing 4 of the inner ring 3. The control lever 20 is provided with a first portion 21 which is firmly fixed to the outer pivot 11 of the blade 10 using a nut 63. The second end 22 of the control lever 20 is provided with a control pivot 23 installed so as to rotate freely in the hole of the control ring 30.
이것을 달성하도록, 그리고 도 2를 참조하면, 제어 레버(21)의 제 1 부분(21)에는 정사각형의 구멍(24)이 제공된다. 역으로, 블레이드(10)의 외측 피봇(11)에는 정사각형의 비트 드라이브(bit drive, 64)가 제공된다. 정사각형 비트 드라이브를 제어 레버(24)의 드라이브 구멍(24) 안으로 끼우는 것은 매우 정밀하여야 한다. 따라서, 이것은 모든 정사각형 드라이브와 같은 방식으로 곤란하고 값비싼 기계 가공을 필요로 한다.To achieve this, and referring to FIG. 2, the first portion 21 of the control lever 21 is provided with a square hole 24. Conversely, the outer pivot 11 of the blade 10 is provided with a square bit drive 64. Inserting the square bit drive into the drive hole 24 of the control lever 24 should be very precise. Thus, this requires difficult and expensive machining in the same way as all square drives.
본 발명의 목적은 블레이드의 외부 피봇에 제어 레버를 부착하기 위한 다른 시스템을 제안함으로써 상기의 단점을 극복하는 것이다.It is an object of the present invention to overcome the above disadvantages by proposing another system for attaching a control lever to the outer pivot of a blade.
도 1은 터보기계 콤프레서 단계에서의 본 발명에 따른 장치의 위치를 도시한다.1 shows the position of the device according to the invention in a turbomachine compressor stage.
도 2는 선행 기술에 따른 전동 레버의 사시도를 도시한다.2 shows a perspective view of a transmission lever according to the prior art.
도 3은 본 발명에 따른 장치의 단면도를 도시한다.3 shows a cross-sectional view of a device according to the invention.
도 4는 본 발명에 따른 장치의 제어 레버를 도시한다.4 shows a control lever of the device according to the invention.
도 5 는 본 발명에 따른 장치에서 사용된 보상 플레이트의 사시도를 도시한다.5 shows a perspective view of a compensation plate used in the device according to the invention.
도 6 은 본 발명에 따른 장치의 사시도를 도시한다.6 shows a perspective view of a device according to the invention.
< 도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명 ><Brief Description of Major Codes in Drawings>
10. 블레이드 11. 피봇10. Blade 11.Pivot
40. 제어 레버 45. 드라이브 구멍40. Control lever 45. Drive hole
46. 제 1 단부 50. 유동 보상 플레이트46. First End 50. Flow Compensation Plate
47. 측부 부분 60. 너트47. Side section 60. Nut
이러한 관점에서, 본 발명의 주요 목적은, 제어 링과 몇 개의 제어 레버들을 구비하는 터보 기계에서 가변적인 설정 각도를 가진 블레이드들을 위한 제어 장치에 관한 것으로서, 제어 레버들 각각은, 그 안에 드라이브 구멍이 있고 대응하는 블레이드의 외부 피봇의 드라이브 부분이 그 위에 장착되는 제 1 단부 및, 터보 기계의 축을 중심으로 하는 제어 링의 회전이 블레이드 설정 각도에서의 변화를 야기하도록, 관절을 통하여 제어 링에 연결된 제 2 단부를 가진다.In this respect, the main object of the present invention relates to a control device for blades with variable set angles in a turbomachine with a control ring and several control levers, each of which has a drive hole therein. And a first end at which the drive portion of the outer pivot of the corresponding blade is mounted thereon, and a first connected to the control ring through the joint such that rotation of the control ring about the axis of the turbo machine causes a change in blade set angle. Has 2 ends.
본 발명에 따르면, 제어 레버는 박판 금속으로 만들어지고, 그것의 드라이브 구멍은, 접촉 부위에 직각인 방향에서 제어 레버의 드라이브 구멍과 블레이드의 외부 피봇의 드라이브 부분 사이에 잔류하는 유동(遊動;play)과 함께, 제어 레버와 외부 피봇 사이에서 제 1 의 접촉 부위를 한정하는 외부 피봇의 드라이브 부분과 접촉되는 제 1 의 드라이브 부분을 가지고, 블레이드의 드라이브 부분상의 제어 레버의 제 1 단부의 회전 구동은 제어 레버의 제 1 단부에 대략 직각인 제어 레버의 측부 부분상에 유지되는 유동 보상 플레이트를 통하여, 제어 레버와 유동 보상 플레이트 사이의 제 2 접촉 부위를 통해서, 대략 제 1 접촉 부위에 평행하게 이루어져서 블레이드의 드라이브 부분을 제어 레버의 제 1 단부상으로 제 1 접촉 부위를 통하여 강제한다.According to the present invention, the control lever is made of sheet metal, the drive hole of which flows between the drive hole of the control lever and the drive portion of the outer pivot of the blade in a direction perpendicular to the contact portion. With a first drive portion in contact with the drive portion of the external pivot defining a first contact portion between the control lever and the external pivot, the rotational drive of the first end of the control lever on the drive portion of the blade being controlled Through a second contact portion between the control lever and the flow compensation plate, through the flow compensation plate held on the side portion of the control lever approximately perpendicular to the first end of the lever, approximately parallel to the first contact portion The drive portion is forced through the first contacting portion onto the first end of the control lever.
본 발명의 바람직한 일 구현예에 따르면, 제어 레버와 유동 보상 플레이트 사이의 제 2 접촉 부위가 위치되는 제어 레버의 측부 부분은, 제어 레버를 형성하는 유동 보상 플레이트의 평면에 직각이며, 유동 보상 플레이트에는 제어 레버와 유동 보상 플레이트 사이의 제 2 접촉 부위를 통하여 제어 레버의 측부 부분상에 유지되는 만곡된 부분이 제공된다.According to a preferred embodiment of the present invention, the side portion of the control lever in which the second contact portion between the control lever and the flow compensation plate is located is perpendicular to the plane of the flow compensation plate forming the control lever, A curved portion is provided on the side portion of the control lever via a second contact portion between the control lever and the flow compensation plate.
바람직스럽게는, 유동 보상 플레이트에는 제어 레버에서 사용된 드라이브 구멍과 유사한 구멍이 제공되며, 그에 대하여 일 측부가 외부 피봇의 저부에 위치된 블레이드 안의 요부의 벽과 접촉되어서, 유동 보상 플레이트와 외부 피봇 사이에 제 3 의 접촉 부위를 형성한다.Preferably, the flow compensation plate is provided with a hole similar to the drive hole used in the control lever, with one side contacting the wall of the recess in the blade located at the bottom of the outer pivot, so that the flow compensation plate and the outer pivot To form a third contact site.
바람직스럽게는, 제어 레버와 드라이브 부분 사이의 제 1 접촉 부위가 형상에 있어서 평면이다.Preferably, the first contact portion between the control lever and the drive portion is planar in shape.
본 발명과 그것의 다양한 기술적인 특징들은 첨부된 도면과 함께 다음에 주어진 설명을 읽음으로써 보다 잘 이해될 것이다.The invention and its various technical features will be better understood by reading the following description taken in conjunction with the accompanying drawings.
모든 혁신적인 주요 요소들은 도 3 에 도시되어 있다.All innovative key elements are shown in FIG. 3.
우선, 블레이드(10)와 보다 엄밀하게는 그것의 외측 단부인, 즉, 드라이브 부분(16)을 통하여 블레이드(10)에 연결된 외부 피봇(11) 사이의 구분이 이루어진다. 이러한 드라이브 부분(drive part)은 외부 피봇(11)의 직경에 대한 요부(12) 또는 협소부에 의해서 특징지워진다. 장치의 제 2 의 필수적인 부분은 제어 레버(40)이며, 이것은 제 1 단부(46)를 가장 명확하게 관찰할 수 있다. 이러한 제 1 의 단부에는 외부 피봇(11)과 블레이드(10)의 드라이드 부분(16)의 단면 보다 약간 넓은 드라이브 구멍(45)이 제공되지만, 제어 레버(40)가 블레이드(10) 상에 유지될 수 있도록 블레이드(10)의 주 부분과 같이 넓지는 않다.Firstly, a distinction is made between the blade 10 and the outer pivot 11, more strictly its outer end, ie connected to the blade 10 via the drive part 16. This drive part is characterized by recesses 12 or narrows with respect to the diameter of the outer pivot 11. The second essential part of the device is the control lever 40, which can most clearly observe the first end 46. This first end is provided with a drive hole 45 slightly wider than the cross section of the outer pivot 11 and the drive portion 16 of the blade 10, but the control lever 40 is to be retained on the blade 10. So that it is not as wide as the main part of the blade 10.
제어 레버(40)를 통한 블레이드(10)의 회전 구동은, 제어 레버(40)의 드라이브 구멍(45)의 내측벽과 접촉된, 블레이드(10)의 드라이브 부분(16)의 접촉 부분(13)상에서 제 1 접촉 부위(41)에 의해 이루어진다. 이러한 제 1 의 접촉 부위(41)는 측부 부분(47)에 반대인 측부상에서 제어 레버(40)의 제 1 단부(46)에위치되며 제 1 단부(46)와 비교하여 약 90 °로 만곡된다. 본 발명에 따른 원리의 목적은 제 1 의 접촉 부위(41)에서 블레이드(10)의 드라이브 부분(16)의 접촉 부분(13)과 제어 레버(40)의 제 1 단부(46) 사이의 확고한 접촉을 제공하는 것이다.The rotational drive of the blade 10 through the control lever 40 is in contact with the inner wall of the drive hole 45 of the control lever 40, the contact portion 13 of the drive portion 16 of the blade 10. Is made by the first contacting site 41. This first contacting portion 41 is located at the first end 46 of the control lever 40 on the side opposite the side portion 47 and is curved at about 90 ° compared to the first end 46. . The purpose of the principle according to the invention is a firm contact between the contact portion 13 of the drive portion 16 of the blade 10 and the first end 46 of the control lever 40 at the first contact portion 41. To provide.
결국, 제어 레버(40)의 드라이브 구멍(45)의 폭과 등가인 폭을 가진 구멍(54)을 가지는 유동 보상 플레이트(play compensation plate, 50)가 사용됨으로써, 그것이 외부 피봇(11) 상으로 미끌어질 수 있다. 이러한 유동 보상 플레이트(50)는 만곡된 부분(51)을 가져서 유동 보상 플레이트(50)의 클램핑 표면(57)과 약 90°의 각도를 만들며, 제 2 의 접촉 부위(42)를 통하여 제어 레버(40)의 측부 부분(47)의 내측상에 베어링 접촉될 것이다.As a result, a play compensation plate 50 having a hole 54 having a width equivalent to the width of the drive hole 45 of the control lever 40 is used, thereby sliding it onto the outer pivot 11. Can lose. This flow compensating plate 50 has a curved portion 51 to make an angle of about 90 ° with the clamping surface 57 of the flow compensating plate 50, and through the second contact portion 42 the control lever ( Bearing contact will be made on the inside of side portion 47 of 40.
만곡된 부분(51)의 측부상에 있는 구멍(54)은 유동 보상 플레이트(50)와 외부 피봇(11) 사이의 제 3 의 접촉 부위(53)를 통하여 외부 피봇(11)의 저부에서 요부(12)의 벽(15)과 접촉하게 되는데, 이는 제 3 의 접촉 부위(53)를 제 2 의 접촉 부위(52)로부터 분리시키는 거리가 제어 레버(40)의 제 2 접촉 부위(42)로부터 제 1 접촉 부위(41)를 분리시키는 거리에서 요부(12)에 있는 블레이드(10)의 드라이브 부분(16)의 단면부를 차감한 것과 같기 때문이다. 결국, 유동 보상 플레이트(50)가 요부(12)를 둘러싸는 제어 레버(40)의 측부 부분(47)과 제 1 단부(46)에 의해 형성된 중공의 내측에 정위치 안에 두어졌을 때, 제 2 접촉 부위에서 측부 부분(47)과 접촉하여 유지되는 유동 보상 플레이트(50)는, 유동 보상 플레이트(50)와 블레이드의 외부 피봇(11) 사이에 있는 제 3 의 접촉 부위(53) 상에서, 제어 레버(40)가 외부 피봇(11)과 제어 레버(40) 사이의 제 1 접촉 부위를 통하여 요부(12)의 접촉 부위(13)와 접촉되도록 강제한다.The hole 54 on the side of the curved portion 51 is recessed at the bottom of the outer pivot 11 via a third contact portion 53 between the flow compensation plate 50 and the outer pivot 11. 12 is brought into contact with the wall 15, which causes a distance separating the third contact portion 53 from the second contact portion 52 from the second contact portion 42 of the control lever 40. This is because it is the same as subtracting the end face of the drive portion 16 of the blade 10 in the recessed portion 12 at the distance from which the one contact portion 41 is separated. As a result, when the flow compensating plate 50 is placed in position inside the hollow formed by the side portion 47 and the first end 46 of the control lever 40 surrounding the recess 12, the second The flow compensation plate 50, which is held in contact with the side portion 47 at the contact site, is on the control lever 53 on the third contact site 53 between the flow compensation plate 50 and the outer pivot 11 of the blade. The force 40 is brought into contact with the contact portion 13 of the recess 12 through the first contact portion between the outer pivot 11 and the control lever 40.
따라서, 제 1 접촉 부위(41)상에서의 정밀하고 잘 한정된 접촉이 제 2 의 접촉 부위(42) 상에 유지되는 유동 보상 플레이트(50)의 만곡된 부분(51)에 의하여 획득되어서, 제어 레버(40)/유동 보상 플레이트(50)가 유동 보상 플레이트(50)와 외부 피봇(11) 사이의 접촉을 통하여 블레이드(10)의 요부(12)를 제어 레버(40)의 제 1 단부(46)와 접촉하도록 강제한다는 점을 용이하게 이해할 수 있다.Thus, a precise and well defined contact on the first contact portion 41 is obtained by the curved portion 51 of the flow compensating plate 50 held on the second contact portion 42, so that the control lever ( 40) / flow compensation plate 50 connects recess 12 of blade 10 with first end 46 of control lever 40 via contact between flow compensation plate 50 and outer pivot 11. It can be easily understood that it forces the contact.
유동 보상 플레이트(50)는 너트(60)에 의해서 정위치로 위치되어 그곳에 유지되는데, 상기 너트는 블레이드(10)의 피봇(11)으로 나사 결합되어서 유동 보상 플레이트(50)의 내측 표면(57)과 접촉 상태로 유지된다.The flow compensating plate 50 is positioned and held there by the nut 60, which nut is screwed into the pivot 11 of the blade 10 so that the inner surface 57 of the flow compensating plate 50 is provided. In contact with
도 4 는 제어 레버(40) 만을 도시한다. 부싱(48)에 의해 종료되는 중앙 부분(49)에 의한 신장부와 함께, 제 1 의 단부(46)를 관찰할 수 있다. 이러한 부싱은 제어 링 상의 제어 레버(40)의 관절화를 위하여 사용된다.4 shows only the control lever 40. The first end 46 can be observed with the elongation by the central portion 49 terminated by the bushing 48. This bushing is used for the articulation of the control lever 40 on the control ring.
측부 부분(47)은 제 1 단부(46)에 대하여 만곡되며, 제 1 단부 안에 요부(45)가 위치된다. 제어 레버(40)의 제 2 접촉 부분(42)은 만곡된 측부 부분(47)의 내측에 위치된다. 마지막으로, 제어 레버(40)의 제 1 접촉 부위(41)는 측부 부분(47)의 반대인 요부(45)의 일측상에 위치된다.The side portion 47 is curved with respect to the first end 46, in which the recess 45 is located. The second contact portion 42 of the control lever 40 is located inside the curved side portion 47. Finally, the first contacting portion 41 of the control lever 40 is located on one side of the recess 45 opposite to the side portion 47.
도 5 는 유동 보상 플레이트(50) 만을 도시한다. 대응하여, 만곡된 부분(51)의 외부 표면상에 위치된 제 2 접촉 부위(52)를 지니는 만곡된 부분(51)을 관찰할 수 있다.5 shows only the flow compensation plate 50. Correspondingly, the curved portion 51 with the second contacting portion 52 located on the outer surface of the curved portion 51 can be observed.
제 3 의 접촉 부위(53)는 만곡된 부분(51)과 같은 측에서 구멍(54)의 일 측상에 위치된다.The third contact portion 53 is located on one side of the hole 54 on the same side as the curved portion 51.
마지막으로, 도 6 은 설치된 조립체의 사시도를 도시한다. 이러한 도면은 유동 보상 플레이트(50)를 도시하는데, 이것은 제어 레버(40)의 제 1 단부(46)상에 설치되고 그것의 만곡된 단부(51)를 통하여 만곡된 측부 부분(47)상에 유지된다. 조립체는 블레이드(10)의 외부 피봇(11) 상으로 나사 결합된 너트(60)를 사용하여 고정된다.Finally, Figure 6 shows a perspective view of the installed assembly. This figure shows the flow compensating plate 50, which is installed on the first end 46 of the control lever 40 and retained on the curved side portion 47 through its curved end 51. do. The assembly is secured using a nut 60 screwed onto the outer pivot 11 of the blade 10.
일단 너트가 블레이드(10)의 외부 피봇(11)으로부터 확실하게 당겨졌다면, 작업자가 유동 보상 플레이트(50)를 제어 레버(40)의 제 1 단부(46) 설치하는 것이 용이하다?? 점을 이해할 수 있다. 따라서 너트(11)를 외부 피봇(11) 상을 나사 결합시키는 것은 유동 보상 플레이트(50)가 제어 레버(40)의 전체적인 제 1 단부(46)상으로 적용될 수 있고, 그리고 특히 그 것의 만곡된 부분(51)이 제어 레버의 만곡된 측부 부분(47)상에 적용될 수 있게 한다.Once the nut has been securely pulled from the outer pivot 11 of the blade 10, it is easy for the operator to install the flow compensation plate 50 at the first end 46 of the control lever 40. I can understand that. Screwing the nut 11 onto the outer pivot 11 thus allows the flow compensating plate 50 to be applied onto the entire first end 46 of the control lever 40, and in particular the curved portion thereof. Allow 51 to be applied on the curved side portion 47 of the control lever.
제 1 접촉 부위에서 접촉 표면들을 제외하면, 그 어떤 정밀한 기계 가공이 필요하지 않다는 점이 이해될 수 있다.It can be appreciated that no precise machining is necessary except for the contact surfaces at the first contact site.
본 발명은 터보기계에 드라이브 부분 구성에 유용하게 이용될 수 있다.The present invention can be usefully used for the drive part configuration in a turbomachine.
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